
Le chat a besoin d’entre 12 et 16 heures de sommeil, mais en général il dort plus, soit en moyenne 15 à 18 heures par jour. Il reste ainsi éveillé environ 6 à 9 heures, dont une partie de la nuit pour chasser. Le chat est un animal avec une grande proportion de phases de sommeil paradoxal pendant lesquelles il rêve : la durée quotidienne de cette phase dure de 180 à 200 min chez le chat, contre environ 100 min pour l’homme. C’est pour cette raison que le chat est fréquemment utilisé dans le cadre d’expérimentations sur les cycles du sommeil.
Durant les phases de sommeil paradoxal, l’activité électrique du cerveau est semblable à celle de l'éveil. Par contre, cette phase de sommeil se caractérise par une atonie musculaire, causée par une inhibition des centres moteurs, structures cérébrales contrôlant le mouvement. On observe néanmoins d'importants mouvements oculaires, caractéristiques de cette phase . Quelques mouvements tels que l’agitation des vibrisses, des sursauts des pattes ou de la queue, le hérissement du pelage sont aussi observables mais beaucoup plus anecdotiques. Il est à noter que ces phases de sommeil paradoxal sont très importantes chez le chat : cela lui permet de garder un équilibre au niveau mental. Ce sommeil paradoxal peut voir son temps augmenté par des repas échelonnés au cours de la journée. Durant ce sommeil paradoxal le tracé de son encéphalogramme est analogue à celui de l’éveil malgré une totale perte de conscience : le système nerveux fonctionne probablement à vide, soit pour sélectionner et mettre en mémoire les événements de la journée, soit pour évoquer le souvenir des perceptions passées, d’où l’hypothèse que le sommeil paradoxal est un témoin de l’activité onirique.